2026年中考物理一轮复习课件（广东）第15讲动能和势能 机械能及其转化

第15讲　动能和势能　机械能及其转化 课标导航 1.了解能量及其存在的不同形式。能描述不同形 式的能量和生产生活的联系。 2.知道动能、势能和机械能。通过实验，了解动 能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形 式能量的相互转化。 考情 导航 年份 2025年 2024年 2023年 题型(分值) 综合能力题(1分) 填空题(1分) —— 考点 重力势能的计算 重力势能的转化 —— 　　物体能够 ，我们就说这个物体具有能量，简称能。能 量的单位是 ⁠。 注意　一个物体“能够做功”，说明它“可以做功”(具有做功的本领)， 并不是一定“正在做功”。 对外做功　 焦耳(J)　 考点1　能量 1. 动能 (1)定义：物体由于 而具有的能。 (2)影响因素：①质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越 ； ②运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越 ⁠。 运动　 大　 大　 考点2　动能和势能 2. 重力势能 (1)定义：物体由于受到 并处在一定高度时所具有的能。 (2)影响因素：①质量相同的物体，位置越高，它具有的重力势能就越 ；②位置相同的物体，质量越大，它具有的重力势能就越 ⁠。 注意　一般而言，规定物体在“水平地面”上的重力势能为零。 重力　 大　 大　 3. 弹性势能 (1)定义：物体由于发生 而具有的能。 (2)影响因素：物体的弹性形变越 ，它具有的弹性势能就越大。 弹性形变　 大　 1. 如图甲所示，湍急的流水能推动水车是因为流水具有 能；图乙 中发生形变的网球拍具有 能。 第1题图 动　 弹性势　 2. 我国的乌东德水电站的拦河拱坝高270 m，这是为了提高上游水位以 增加水的 能；水流下落过程中，动能变 ⁠。 第2题图 重力势　 大　 1. 机械能：动能、 势能和 势能统称为机械能。 2. 机械能之间的转化：一个物体从高处下落，物体的 ⁠转化 成了它的 。动能和势能可以相互转化。 重力　 弹性　 重力势能　 动能　 考点3　机械能及其转化 3. 机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，那么机械能的总和 ⁠ ，或者说，机械能是 的。若在转化中存在摩擦力等消耗能 量的因素，则机械能总和会 ，机械能不守恒。 巧记　只有重力做功时，机械能守恒；有其他外力做功时，机械能不 守恒。 不 变　 守恒　 减小　 4. 水能和风能：水力发电和风力发电所用的水能和风能均为机械能，其 中水电站将上游水位抬高是为了使水具有更多的 能。 重力势　 1. 如图所示，滚摆上升过程中，滚摆的 能转化为 能。 滚摆上下往复运动过程中，每次上升所能达到的高度越来越低，滚摆在 运动过程中的机械能 (选填“增加”“减少”或“不变”)。 第1题图 动　 重力势　 减少　 2. 在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中 部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定(如图所示)。将其从不太陡 的斜面滚下。会看到橡皮筋卷紧，橡皮筋的弹性势能 (选填“增 大”“减小”或“不变”)，当橡皮筋卷到一定程度时，整个装置的运动 速度减小直至静止，此时罐子会沿斜面向上滚动，橡皮筋恢复原状， 其 能转化为罐子的 能和重力势能。 增大　 弹性势　 动　 第2题图 重难点1　分析动能、势能和机械能变化 【例1】(2024·兰州)科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续 观测，给出了从1994年到2002年间恒星S2的位置如图所示，科学家认为 S2恒星的运动轨迹是一个椭圆。推测银河系中心可能存在着超大质量的 黑洞。忽略S2恒星质量的变化，根据图片信息，下列说法中正确的是 (　D　) D 【例1】图 A. 黑洞可能位于椭圆轨道内部的P点 B. S2恒星在运动过程中所受合力为零 C. S2恒星在1995年时期的动能大于2001年时期的动能 D. S2恒星在1995年时期的重力势能大于2001年时期的重力势能 【例2】“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”，如图所示，人将一根有弹性 的绳子系在身上，另一端固定在跳台上。人从跳台跳下，落至图中A点时 弹性绳刚好被拉直，下落至图中B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力 大小相等，图中C点是人能达到的最低点。不计空气阻力，下列说法正确 的是(　B　) B 【例2】图 A. 从A点到B点，绳子弹性势能减小 B. 从A点到C点，人的动能先增大后减小 C. 从B点到C点，人的重力势能转化为动能 D. 从A点到C点，人的机械能不变 【例3】图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过 山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能 在 点最大，B点重力势能的大小 E点动能的大小。在这个 过程中，过山车的机械能是 (选填“变化”或“不变”)的。 【例3】图 C　 等于　 变化　 【例4】某小球被水平抛出，其部分运动轨迹如图甲所示，小球在运动过 程中经过M、N两点，对应图甲①②③点处的某两个位置，其动能和重力 势能的参数如图乙所示，以下说法正确的是(　D　) 【例4】图 D A. 小球在①③位置机械能相等 B. 小球在N点的重力势能为500 J C. 小球在M点的高度等于N点 D. N点可能在位置② 重难点2　机械能守恒及其转化 【例5】如图所示，跳台滑雪运动中，运动员从助滑开始，直到下落至着 陆坡的运动过程中经过了各个不同的位置。不考虑摩擦和空气阻力，则 运动员动能最大的位置为(　D　) 【例5】图 A. 位置A B. 位置B C. 位置C D. 位置D D 【例6】(科学推理)(2025·威海)溜索曾经是劳动人民跨越峡谷的重要工 具，人们借助滑轮利用自身重力沿溜索无动力滑行，利用木片等与溜索 之间的摩擦减速，如图所示。某村寨的特色旅游项目，需修建两条溜索 方便游人从村寨(甲)前往茶园(乙)并返回。已知甲乙海拔相差约30 m、相 距约150 m，峡谷深约800 m。最合理的溜索设计方案是(　C　) 【例6】图 C A B C D 实验　探究物体动能与哪些因素有关 【例】在“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小明做了 如图1所示三个实验，将小球沿着同一斜面由静止自由释放，并与同一水 平木板上的同一木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止。 图1 (1)(猜想假设)①由“十次车祸九次快”可猜想物体动能可能与物体 的 有关；②由“安全驾驶莫超载”可猜想物体动能可能与物体 的 有关。 速度　 质量　 图1 (2)本实验研究的是 (选填“小球”或“木块”)的动能与它的质 量和速度的关系；实验中物体的速度是指 (选填“即 将碰撞木块时”或“碰撞木块后”)的速度。 小球　 即将碰撞木块时　 图1 (3)通过观察比较 就可以反映小球动能的大小；这样 的研究方法在物理学中称为 法。 木块移动的距离　 转换　 (4)通过比较图1中的甲、乙两次实验，可以初步验证猜想 (填序号) 是正确的；通过比较图1中的 两次实验，可以初步验证猜想② 是正确的。 (5)(实验结论)大量实验表明：质量相同的物体，运动的速度越大，它的 动能越 ；运动速度大小相同的物体，质量越大，它的动能也 越 ⁠。 ①　 甲、丙　 大　 大　 图1 (6)若水平面是光滑的，木块被小球碰撞后将 (选填“静 止”或“匀速直线运动”)， (选填“能”或“不能”)完成该实 验探究。 匀速直线运动　 不能　 图1 图1 (7)甲、乙两次实验中木块克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1 (选填“＞”“＝”或“＜”)W2。从能量转化的角度也可以看出，两次实验比较，乙实验中的小球的动能 (选填“较大”或“较小”)。 ＜　 较大　 (8)某同学用如图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质 量的小球从不同高度(h2＞h1)由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛 巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法不可行，原因是 ⁠ ⁠。 图2 水 平面的粗糙程度不同，木块所受的摩擦力大小不一样　 易错点1　动能与惯性的分析 【例1】(多选)如图为冬奥会男子滑雪过程中，不计空气阻力，下列说法 正确的是(　BC　) 【例1】图 BC A. ①到②，重力势能全部转化为动能 B. 在③处，只受到重力作用 C. ④到⑤，停下来是因为摩擦力的作用 D. 在⑤处，失去惯性 【例2】排球比赛中，球员在击打排球时，排球离手后可以继续向前运 动，是因为排球具有 ；如图所示，若排球运动到最高点Q时所 受的外力全部消失，实心球将 (选填“静止”“沿a方向 运动”“沿b方向运动”或“沿c方向运动”)。 【例2】图 惯性　 沿a方向运动　 易错点2　判断机械能是否守恒 【例3】无人驾驶扫地车在平直的路面上匀速前进，并将地面上的垃圾吸 入车内，在此过程中，扫地车整体的(　C　) A. 动能不变，机械能不变 B. 动能不变，机械能增大 C. 动能增大，机械能增大 D. 动能增大，机械能不变 C 【例4】小丽和同学们一起踢毽子，如图所示，毽子从A点被踢起到最高 位置B点后下落到与A点等高的C点，该过程中(　B　) 【例4】图 B A. 毽子的机械能不变 B. 毽子在A点的动能大于在C点的动能 C. 毽子在A点的重力势能大于在C点的重力势能 D. 毽子在B点的动能为0 考点1　能量 1. 发生形变的跳板、流动的水，它们能够对别的物体做功，高温、高压 的水蒸气也能对外做功，我们就说它们具有 ⁠。 能量　 考点2　动能和势能 2. 奥运会上，运动员用带火的弓箭点燃奥运圣火(如图)。在这个过程中 (　C　) A. 放在张紧了的弓上的箭，具有弹性势能 B. 弓拉得越弯，人的弹性势能越大 C. 弓拉得越弯，弓的弹性势能越大 D. 以上说法都不对 第2题图 C 3. (2025·乐山)为响应国家“每日体育锻炼时间不低于两小时”的要求， 某校组织学生远足爬山，开展户外运动。爬山区域等高线如图所示，不 考虑重力变化，队伍重力势能最大的位置是(　D　) A. A处 B. B处 C. C处 D. D处 第3题图 D 4. (2025·广西)如图所示，驮着货物匀速上山过程中的智能机器狗(　C　) A. 动能增大 B. 动能减小 C. 重力势能增大 D. 重力势能减小 第4题图 C 5. 在紧急救援时，可用充氦浮空器将发电机组升至高空发电，为现场提 供照明和通信。当浮空器加速升空时，它的(　A　) A. 动能增大 B. 动能减小 C. 重力势能减小 D. 重力势能不变 A 6. 空中加油机在给战斗机加油的过程中，一直和战斗机保持同一速度沿 水平方向匀速行驶，如图所示。在这个过程中(　C　) A. 战斗机的动能不变 B. 战斗机的重力势能减小 C. 加油机的动能减小 D. 加油机的重力势能变大 第6题图 C 考点3　机械能及其转化 7. (2024·成都)2023年7月28日，第31届世界大学生夏季运动会在成都隆 重开幕。如图是我国运动健儿在跳高比赛中的场景。关于跳高运动员的 能量，下列结论正确的是(　C　) A. 助跑过程中，动能保持不变 B. 助跑过程中，机械能总量保持不变 C. 起跳后的上升过程中，重力势能增大　. D. 越过横杆后的下降过程中，动能保持不变 第7题图 C 8. (2024·内蒙古)如图所示，从A点沿水平桌面滚落的小球运动轨迹如图 中的虚线所示，C、F两点等高，D为小球与水平地面的接触点，不计空 气阻力，下列说法正确的是(　D　) A. 小球在C点和F点的机械能相等 B. 小球在C点和F点的动能相等 C. 小球从E点到F点的过程中，机械能变小 D. 小球在E点的动能不为零 第8题图 D 9. 如图所示，在蹦床运动中，A点是运动员到达的最低点，B点是蹦床恢 复原状的位置。运动员从A点运动到B点的过程中(不计空气阻力)，下列 判断正确的是(　D　) A. 运动员的动能转化为蹦床弹性势能 B. 运动员的重力势能转化为动能 C. 运动员的动能逐渐增大 D. 运动员的机械能逐渐增大 第9题图 D 10. (2024·临夏州)某科技兴趣小组用两个输葡萄糖液用的瓶子，从瓶口 以下约6 cm处截断，将截断处用胶水黏合在一起，再从瓶口的橡胶塞中 心穿一根长约20 cm的细木棒，用两条悬线拴住木棒的两端，将悬线固定 在支架上，就构成了如图所示的滚摆。当滚摆从上到下运动的过程中重 力势能主要转化为 能；滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆 的机械能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 第10题图 动　 变小　 11. (2024·无锡)如图所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达B 点，A、B两点等高，摆球到达B点时动能为 J；摆球从A点到O点的 过程中， 能转化为动能。整个过程中，摆球的 机 械 能 大 小 (选填“增大”“减小”或“不变”)。 第11题图 0　 重力势　 不变　 12. (2024·广州)如图，某同学将篮球掷向地面，经过甲位置后碰到地 面，接着向上反弹经过乙位置，忽略空气的作用力。 第12题图 (1)篮球直径为24.6 (选填“mm”“cm”或“dm”)，质量为0.6 kg，g取10 N/kg，则该篮球受到的重力为 N。 cm　 6　 (2)请在图中乙位置画出篮球的受力示意图。 (3)篮球经过甲、乙两位置时的机械能和重力势能如表所示，则篮球与地 面碰撞过程损失的机械能为 J，在乙位置时的动能为 J。 位置 机械能/J 重力势能/J 甲 13 6 乙 12 10 1　 2　 12. (2024·广州)如图，某同学将篮球掷向地面，经过甲位置后碰到地 面，接着向上反弹经过乙位置，忽略空气的作用力。 13. 如图甲为水火箭制作项目化活动，在可乐瓶中装入适量的水，再用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，最后配制上火箭顶端的整流罩，将水火箭竖立于地面，利用打气筒通过打气管向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶塞脱落，瓶内的水向下喷出，水火箭竖直向上飞起。水火箭整流罩是用来改善水火箭飞行稳定性和减少空气阻力的装置。制作整流罩时，可以使用轻质材料如聚乙烯板或泡沫塑料，根据火箭形状设计合适的罩子形状，确保与火箭外形贴合。然后，将整流罩固定在火箭尾部，使用胶水或胶带进行固定。整流罩的前端可以设计成锥形或圆锥形，以减少空气阻力。最后，进行必要的测试和调整，确保整流罩能够提供良好的飞行稳定性和减少阻力效果。 第13题图 (1)瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动，这是因为 ⁠ ⁠。 (2)若水火箭发射前的总质量为2 kg，则当水火箭竖直上升至10 m高时， 水火箭克服自身重力做功将 (选填“等于”“大于”或“小 于”)200 J。 物体间力的作 用是相互的　 小于　 第13题图 (3)用打气筒往瓶里打足气，打开阀门，水从尾部的金属管向下喷出，火 箭竖直向上飞向空中。下列分析正确的是 (填字母)。 A. 发射时，瓶内高压气体对水没有做功 B. 火箭动能是由瓶内高压气体内能转化来的 C. 上升过程中，火箭重力势能转化为动能 D. 下降过程中，火箭的重力势能逐渐增大 B　 第13题图 (4)图乙为水火箭发射后的速度－时间图像，则t1、t2、t3时刻中水火箭受 到平衡力的时刻是 ，最高点的时刻是 ⁠。 (5)整流罩设计成锥形或圆锥形是为了 ⁠。 t1　 t2　 减小阻力　 第13题图 $